JPH08296986A - 均温平板装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面全域の温度の均一化の経時的変化が少な
く、かつ軽量で脱着作業がしやすい均温平板装置を提供
すること。 【構成】 アルミニウムもしくはアルミニウム系合金か
らなる平板１の肉厚内部に前記平板１の全域に亘り適宜
の間隔で配置した連通４を設け、前記連通孔４の内面に
厚さ０．３ｍｍ以上で、純度９９．０％以上の銅からな
る内壁５を前記平板と一体的に配置し、前記銅による内
壁５を有する連通孔４内に、純水、メチルアルコール、
もしくはエチルアルコールからなる気液２相の熱媒体を
減圧密封し、平板１の繰り返し加熱に対して平板１と熱
媒体との化学反応による非凝縮性ガスを発生を抑制し、
熱媒体の蒸発潜熱によって平板１の均一温度分布を安定
して得る構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、他の加熱源により加熱
され表面が均一な温度分布を維持し、かつ着脱容易な均
温平板装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱プレス等により、例えばプラスチック
フイルム、ゴム、液晶用基板等の被加熱物を加熱処理加
工する場合、金属平板の一枚または複数枚を使用し、そ
の金属平板の間に被加熱物を挾んで、その金属平板の表
面に被加熱物を接触もしくは近接させながら、その金属
平板を所要時間に亘って加熱あるいは加熱、加圧して熱
処理をするといったことがなされている。

【０００３】従来、この種金属平板は、平板本体の肉厚
内に適宜数の細孔を形成し、その細孔に電気式抵抗発熱
体例えば棒状のシーズヒータを挿入するか、或いは前記
電気式抵抗発熱体の周囲を溶融アルミニウムなどの溶融
金属を流し込み、発熱体を鋳込む等の方法で構成された
いわゆる面ヒータとすることを普通としていた。これに
よれば、抵抗発熱体に通電することによりこれを発熱さ
せ、その熱を金属平板の表面に伝導させ、金属平板を加
熱することができる。

【０００４】しかし、このような金属平板は、電気抵抗
発熱体の発熱量が定格によって予め決められており、し
たがってこれによる金属平板の表面の発熱分布も予め決
定されてしまう。このため、金属平板に被加熱物による
熱的負荷が与えられていない無負荷時には金属平板の表
面の温度分布を比較的に均一になるように設計されてい
たとしても、その表面に熱的負荷がかかると部分的に温
度降下が発生し、これによって被加熱物に対する均一な
熱処理が不可能になるといった欠点がある。

【０００５】この欠点を解消するために、前記金属平板
の上面に、熱伝導のよい金属である銅、アルミニウムで
構成された薄板からなるプレートを前記金属平板上に重
ね、前記金属平板の熱をプレートに伝達させ、このプレ
ートを介して被加熱物を加熱するようにして、部分的の
温度の降下を緩和する対策が取られてきたが、このよう
にしてもプレートの熱伝導のみに依存するので、その効
果は不十分であった。

【０００６】その不十分さを補うために、更に、そのプ
レートの肉厚内部に、適宜数の細孔を互いに連通するよ
うにしてジャケット室を形成し、このジャケッ室の内部
に、気液２相の熱媒体を減圧封入し、このプレートを発
熱する金属平板に重ね、このプレートが加熱されること
による前記熱媒体の潜熱の授受が行なわれ、これによっ
てプレート表面の温度分布を均一化するようにしたプレ
ート（以下「均温平板装置」という。）が提案されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この提案
は、均温平板装置を炭素鋼で構成し、ジャケット室内部
に純水を減圧封入されて構成されるものであって、この
ような構成の均温平板装置は長期に亘り良好な均温性能
を維持することができるが、この種の均温平板装置は、
表面の汚損による洗浄、摩耗傷の研磨加工など、頻繁に
取り外す機会があり、前記炭素鋼で構成された均温平板
装置では重量が大きく、脱着作業に難があった。

【０００８】そこで、均温平板装置を軽くするために、
均温平板装置をアルミニウムもしくはその合金で構成す
ると、炭素鋼で構成した均温平板装置と比較し、重量は
軽減できるものの、ジャケット室内部に純水などを減圧
封入したものは、アルミニウムと封入液とが化学反応を
おこし、ジャケット室内に非凝縮ガスを発生する。この
非凝縮ガスは、気体液体２相の熱媒体の蒸発と凝縮との
繰り返しによる潜熱の移動を阻害し、結果として、ガス
の発生量に応じ、時間経過と共に、均温平板装置の表面
の均一温度分布性能が損なわれていくという欠点があ
る。

【０００９】本発明は、上記欠点に鑑みてなされたもの
で、表面全域の温度の均一化の経時的変化が少なく、か
つ軽量で脱着作業が容易である均温平板装置を提供する
ことを目的とする

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、肉
厚内部にほぼ全域に渡り適宜の連通孔を形成したアルミ
ニウムもしくはアルミニウム系合金からなる平板からな
り、前記連通孔の内周面に所定純度の銅からなる所定厚
さの内壁を設けると共に、前記内壁を設けた連通孔内
に、純水、メチルアルコール、もしくはエチルアルコー
ルからなる気液２相の熱媒体を減圧密封してなることを
特徴とする均温平板装置とすることにより達成される。

【００１１】また、適宜の形状の複数の切り抜きを有す
る所定純度の所定厚みの銅板２枚を合わせてバルジ成形
により連通する空隙が形成された部材を囲繞するように
アルミニウムもしくはアルミニウム系合金を鋳込んで形
成された平板からなり、前記平板の空隙内に、純水、メ
チルアルコール、もしくはエチルアルコールからなる気
液２相の熱媒体を減圧密封してなることを特徴とした均
温平板装置とすることによっも達成される。

【００１２】さらに、所定純度の所定厚みの銅管を適宜
に折曲または連通接続して平面状に形成された部材を囲
繞するようにアルミニウムもしくはアルミニウム系合金
を鋳込んで形成された平板からなり、前記平板の銅管内
に、純水、メチルアルコール、もしくはエチルアルコー
ルからなる気液２相の熱媒体を減圧密封してなることを
特徴とした均温平板装置とすることによっても達成され
る。

【００１３】

【作用】本発明の上記構成によれば、均温平板装置の平
板が、アルミニウムもしくはアルミニウム系合金により
構成されており、平板表面の汚損時の洗浄、摩耗などの
目的で平板を脱着する際も軽量であるため容易であり、
また、平板の全域に亘りくまなく形成された連通孔に減
圧封入された熱媒体の蒸発潜熱によって、平板の表面温
度はいかなる熱源と放熱源を与えられても均一温度を維
持し、しかも連通孔の銅からなる内壁によって平板の構
成材であるアルミニウムもしくはアルミニウム系合金と
純水、メチルアルコールもしくはエチルアルコールから
なる熱媒体との化学反応が抑制され、したがって非凝縮
性ガスの発生が抑制され、継続的に均温性能を維持でき
るようになる。

【００１４】また、連通孔の内壁がバルジ成形により形
成された銅板や銅管から形成されていると、均温平板装
置の製作が容易になるばかりでなく、銅からなる内壁の
厚み等が均一に形成され、信頼性の高い均温平板装置を
得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例について
説明する。図１は、本発明の一実施例の均温平板装置の
一部拡大断面（右端下部）を含む平面図、図２は、図１
に示す均温平板装置の断面図である。

【００１６】図１および図２において、１は均温平板装
置を構成するアルミニウムもしくはアルミニウム系合金
からなる平板であり、平板１の肉厚内部にはジャケット
室が形成されてあり、そのジャケット室は、平板１の一
方の端縁の近傍でこの端縁に沿い、この端縁と交叉する
他の両端縁の近傍まで連通する孔２と、前記端縁と対向
する他方の端縁の近傍でこの端縁に沿い、この端縁と交
叉する他の両端縁の近傍まで連通する孔３と、孔２と孔
３に跨り適宜の間隔を設けて形成された複数の孔４と、
各孔２、３、４を互いに連通させて構成されている。

【００１７】連通孔２ないし４からなるジャケット室
は、その内周面全域にわたり純度９９．０％の銅で厚さ
０．３ｍｍの内壁５がメッキにより形成され、その内部
に気液２相の熱媒体６が減圧密封されている。気液２相
の熱媒体６は、比較的大きな蒸発潜熱を有し、かつ化学
的に安定性が高く、また毒性が低いことを基準として、
常温から１３０℃の範囲ではメチルアルコールもしくは
エチルアルコールを、８０℃〜２５０℃の範囲では純水
を選択する。

【００１８】ジャケット室に純度９９．０％の銅で厚さ
０．３ｍｍの内壁５を形成する理由は、平行板を構成す
るアルミニウムもしくはアルミニウム系合金と、熱媒体
である純水、メチルアルコールもしくはエチルアルコー
ルとが直接的に接触することを防止し、かつこれらの熱
媒体と化学反応によって非凝縮性ガスを発生しない孔内
面の内層材として純度が９９．０％以上の銅が適切であ
り、さらに、銅の内層材による重量増加を防ぐため、最
小の銅の厚みについて試験を繰り返し、０．３ｍｍ以下
では化学反応により非凝縮性のガスの発生を完全に防止
することができないことを見いだしたことに基づく。

【００１９】なお、連通孔２ないし４の径は、熱媒体６
の潜熱移動により均一温度が得られるよう、しかもその
潜熱移動に対する抵抗ができるだけ小さくなるように設
計されるが、この実施例では６ｍｍ程度で形成されてい
る。

【００２０】以上のように構成された均温平板装置を使
用するとき、平板１の表面に被加熱物を載せ、あるいは
２枚の平板１の間に被加熱物を挾み、平板１に適宜の熱
源から熱を加えると、連通孔２ないし４内の熱媒体６は
加熱され、気化、蒸発する。これによって発生した蒸気
は、各連通孔２ないし４の低温状態にある内壁５に触れ
て凝縮する。その時潜熱を放出してその部の温度を上昇
させる。凝縮した熱媒体６は再び液相部に戻り、以下こ
れを繰り返し、平行板１の表面全域に亘って均一の温度
分布が得られる。

【００２１】図３および図４は、本発明の他の実施例を
示す均温平板装置の構成図であり、図３はその平面図、
図４はその断面図である。図１および図２で示す実施例
ではジャケット室を構成する孔の内壁が銅によるメッキ
により形成されたものであるが、この実施例では、内壁
を、適宜の形状の切り抜き１７を有する純度が９９．０
％以上で厚さ０．３ｍｍの銅板１５を２枚を合わせてバ
ルジ成形により連通する空隙１８が形成された部材によ
り形成されている。

【００２２】すなわち、２枚の銅板１５にその幅方向に
適宜の幅の切り抜き１７を銅板１５の長手方向に適宜の
間隔で複数形成され、２枚の銅板１５の切り抜き１７の
周囲および外周囲をシーム溶接１６により接着され、対
向する銅板１５の面がバルジ成形による膨らみで互いに
連通する空隙１８が形成されている。

【００２３】このようにして形成されている部材を図示
していないが熱媒体を注入する注入口を残して囲繞する
ようにしてアルミニウムもしくはアルミニウム系合金１
２を鋳込んで平板状に形成し、その後、注入口から純水
またはメチルアルコールもしくはエチルアルコールから
なる熱媒体を注入し減圧して注入口を閉塞して均温平板
装置の平板が構成されている。

【００２４】このようにして構成された均温平板装置
は、前記図１および図２の実施例と同様の作用効果を有
するので、その説明は省略するが、連通孔の内壁がバル
ジ成形により形成された銅板から形成されていると、均
温平板装置の製作が容易になるばかりでなく、銅からな
る内壁の厚み等が均一に形成され、信頼性の高い均温平
板装置を得ることができる。

【００２５】図５は、本発明の更に他の実施例を示す均
温平板装置の構成図であり、図１および図２で示す実施
例ではジャケット室を構成する孔の内壁が銅によるメッ
キにより形成され、また、図３および図４の実施例では
銅板を塑性変形して形成されたものであるが、この実施
例では、平板１が、平板１の一方の端縁の近傍でこの端
縁に沿い、この端縁と交叉する他の両端縁の近傍まで連
通する細孔を形成する銅管７と、前記端縁と対向する他
方の端縁の近傍でこの端縁に沿い、この端縁と交叉する
他の両端縁の近傍まで連通する孔を形成する銅管８と、
銅管７と銅管８に跨り適宜の間隔を設けて形成される複
数の孔を形成する銅管９がそれぞれ内部が連通するよう
にロウ付けにより接続されている。

【００２６】そして、銅管７の一方端に銅管７より細径
の延長端部銅管１０をロウ付けにより形成し、銅管８と
銅管７の他の端部は蓋１１をロウ付け閉塞し、この銅管
からなる部材を銅管７より細径の延長端部銅管１０を残
して囲繞するようにしてアルミニウムもしくはアルミニ
ウム系合金１２を鋳込んで平板状に形成されている。そ
の後、銅管７より細径の延長端部銅管１０から純水また
はメチルアルコールもしくはエチルアルコールからなる
熱媒体を注入し減圧して延長端部銅管１０を閉塞して構
成される。

【００２７】この場合、銅管のそれぞれは、厚さ略０．
５ｍｍ、外径略６ｍｍからなり平板の厚さ略４０ｍｍで
構成されている。このようにして構成された均温平板装
置は、前記図１ないし図５の実施例と同様の作用効果を
有するので、その説明は省略する。

【００２８】上記各実施例では、ジャケット室の構造が
均温平板装置の平板の幅方向に跨り、平板の長手方向に
適宜間隔を設けて複数の連通孔を形成し、その各連通孔
の端部で長手方向に形成された連通孔と連通するように
されてあるが、ジャケット室の構造は、例えば図６ない
し図８に均温平板装置の断面図で示すように、平板１の
全域くまなく孔をジグザグに形成（図６）したり、平板
１の全域くまなく細孔を縦横に形成したり（図７）、平
板１の全域くまなく細孔を渦巻状に形成する（図８）等
さまざまの構造にしても良い。なお、図では角張って記
載されてあるが適宜の曲率により形成されても良いこと
は勿論である。

【００２９】また、各実施例で挙げている平板の連通孔
の径、連通孔の内壁を構成する銅の厚み、純度の数値お
よび均温平板装置の形状はこれに限定されない。ただ、
孔の内壁を構成する銅の厚み、純度は、それぞれ０．３
ｍｍ以上、９９．０％以上であれば良い。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、均
温平板装置の平板が、アルミニウムもしくはアルミニウ
ム系合金により構成されており、平板表面の汚損時の洗
浄、摩耗などの目的で平板を脱着する際も軽量であるた
め容易であり、また、平板の全域に亘りくまなく形成さ
れた連通孔に減圧封入された熱媒体の蒸発潜熱によっ
て、平板の表面温度はいかなる熱源と放熱源を与えられ
ても均一温度を維持し、しかも連通孔の銅からなる内壁
によって平板の構成材であるアルミニウムもしくはアル
ミニウム系合金と純水、メチルアルコールもしくはエチ
ルアルコールからなる熱媒体との化学反応が抑制され、
したがって非凝縮性ガスの発生が抑制され、継続的に均
温性能を維持できるようになる。

【００３１】また、連通孔の内壁がバルジ成形により形
成された銅板や銅管から形成されていると、均温平板装
置の製作が容易になるばかりでなく、銅からなる内壁の
厚み等が均一に形成され、信頼性の高い均温平板装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の均温平板装置の一部拡大断
面（右端下部）を含む平面図である。

【図２】図１に示す均温平板装置の断面図である。

【図３】本発明の他の実施例の均温平板装置の構造を示
す平面図である。

【図４】図３の均温平板装置の断面図である。

【図５】本発明の更に他の実施例の均温平板装置の構造
を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施例のジャケット室の構造の例を示
す温平板装置の断面図である。

【図７】本発明の実施例のジャケット室の構造の他の例
を示す均温平板装置の断面図である。

【図８】本発明の実施例のジャケット室の構造の別の他
の例を示す均温平板装置の断面図である。

【符号の説明】

１ アルミニウムもしくはアルミニウム系合金からな
る平板 ２、３、４ 連通孔 ５ 連通孔の内壁 ６ 熱媒体 ７、８、９ 銅管 １５ 銅板 １６ シーム溶接部 １７ 切り抜き １８ 空隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】肉厚内部ほぼ全域に渡り適宜の連通孔を形
   成したアルミニウムもしくはアルミニウム系合金からな
   る平板からなり、前記連通孔の内周面に所定純度の銅か
   らなる所定厚さの内壁を設けると共に、前記内壁を設け
   た連通孔内に、純水、メチルアルコール、もしくはエチ
   ルアルコールからなる気液２相の熱媒体を減圧密封して
   なることを特徴とする均温平板装置。
2. 【請求項２】適宜の形状の複数の切り抜きを有する所定
   純度の所定厚みの銅板２枚を合わせてバルジ成形により
   連通する空隙が形成された部材を囲繞するようにアルミ
   ニウムもしくはアルミニウム系合金を鋳込んで形成され
   た平板からなり、前記平板の空隙内に、純水、メチルア
   ルコール、もしくはエチルアルコールからなる気液２相
   の熱媒体を減圧密封してなることを特徴とした均温平板
   装置。
3. 【請求項３】所定純度の所定厚みの銅管を適宜に折曲ま
   たは連通接続して平面状に形成された部材を囲繞するよ
   うにアルミニウムもしくはアルミニウム系合金を鋳込ん
   で形成された平板からなり、前記平板の銅管内に、純
   水、メチルアルコール、もしくはエチルアルコールから
   なる気液２相の熱媒体を減圧密封してなることを特徴と
   した均温平板装置。